Vì sao cửa sổ máy bay hình tròn?

Thuở ban đầu, máy bay không có cửa sổ. Nếu nhìn vào bất kỳ bức ảnh nào của anh em nhà Wright, bạn ngay lập tức nhận ra điều đó. Mục tiêu của họ là tạo ra chuyến bay chứ chưa quan tâm đến sự thoải mái nên không có cửa sổ cũng là điều dễ hiểu.

Tuy nhiên, thiết kế của máy bay dần thay đổi để phục vụ hành khách tốt hơn và cửa sổ ra đời. Trước khi có cửa sổ hình tròn (chính xác là hình bầu dục) như ngày nay, chúng từng có hình vuông cho đến những năm 1950 – trong thời gian này, máy bay bay chậm và thấp hơn ngày nay. Vậy, tại sao cửa sổ máy bay thay đổi hình dạng của chúng hoàn toàn?

Cửa sổ máy bay được chế tạo hình tròn để đảm bảo an toàn. Theo Willis Orlando, chuyên gia điều hành sản phẩm tại Scott’s Cheap Flights, hình tròn, mặc dù dịu mắt, nhưng không chỉ phục vụ cho mục đích thẩm mỹ. “Các góc bo tròn được thiết kế để giúp phân bổ đều áp suất tác động lên cửa sổ, giảm khả năng cửa sổ bị nứt do áp suất không khí thay đổi”. 

Theo Reader’s Digest, khi việc bay trở nên phổ biến hơn, các hãng hàng không bắt đầu bay ở độ cao cao hơn để cắt giảm chi phí (ở đó ít lực cản hơn, hạn chế việc sử dụng nhiên liệu không cần thiết). Bản thân các mặt phẳng cũng phải chịu áp suất ngày càng tăng, làm tăng chênh lệch áp suất giữa bên trong và bên ngoài máy bay và gây ra nhiều áp lực tích tụ hơn.

Đó là khi các cửa sổ vuông bắt đầu trở nên nguy hiểm. Vào năm 1953 và 1954, ba chiếc máy bay phản lực de Havilland Comets chở khách đầu tiên bị tai nạn mà nguyên nhân chính được xác định do cửa sổ vuông gây ra.

Cụ thể, ngày 10.1.1954, máy bay phản lực de Havilland Comet số hiệu 781 (mới đưa vào hoạt động 2 năm) cất cánh tại sân bay Ciampino ở Rome (Ý) chở theo 35 hành khách và phi hành đoàn đến London (Anh). 15 phút sau khi cất cánh, máy bay lao thẳng xuống biển Địa Trung Hải khiến tất cả thiệt mạng.

Việc phân tích các vụ tai nạn trên đã đưa ra kết luận rằng “lỗi do mỏi kim loại” bắt nguồn từ các góc của cửa sổ hình vuông. Điều này dẫn đến thiết kế hình bầu dục mà bạn thấy ngày nay, vì ứng suất có thể trải đều hơn xung quanh cửa sổ tròn thay vì tích tụ ở các góc của cửa sổ hình vuông. Với hình dạng mới và cải tiến này có thể phân bố áp lực đồng đều vì hình tròn không có các góc để ứng suất tập trung, qua đó giảm khả năng nứt vỡ. Hình dạng tròn còn chống lại sự biến dạng tốt hơn, có thể chịu được chênh lệch áp suất giữa trong và ngoài máy bay.

Ngoài ra, các cửa sổ trên máy bay thực ra không phải kính mà là acrylic, vật liệu bền hơn thủy tinh.

Mỗi cửa sổ máy bay có ba lớp, lớp ngoài cùng dày nhất, để xử lý áp suất tác động ra bên ngoài máy bay. Tiếp theo là một lớp dày khác. Nếu bạn thử nhìn ra cửa sổ máy bay sẽ nhận thấy một lỗ nhỏ trên lớp này, mục đích giúp áp lực bên ngoài và bên trong máy bay đồng đều. Lớp trong cùng mỏng nhất vì chỉ cần chịu được áp suất bên trong máy bay.

Vì cửa sổ chiếm phần lớn trên máy bay nên chúng là một phần quan trọng trong quá trình kiểm tra an toàn định kỳ của các hãng hàng không.